1) O documento discute os conceitos e operações básicas do protocolo PROFIBUS, incluindo acesso ao barramento, gerenciamento do bastão, modos de envio de dados e requisição, e configuração mínima.
2) Os principais tópicos incluem o anel lógico de passagem do bastão, listas de estações ativas e passivas, cálculo de parâmetros de tempo, e os diferentes modos de transferência de dados como cíclico e acíclico.
3) O gerenciamento do bastão controla
1. Data: 22.04.2014
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Acesso ao Barramento PROFIBUS
Gerenciamento do BASTÃO
2. Data: 22.04.2014
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Vista Geral
Estação ATIVA
com
Controle de Acesso
ao Barramento
Estação PASSIVA
sem
Controle de Acesso
ao Barramento
PROFIBUS
3. Data: 22.04.2014
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Vista Geral
Anel Lógico de Passagem de Bastão
TS = 1
NS = 2
PS = 4
Conexão Física
de barramento
SA = 2 DA = 3
SA = 3 DA = 4
SA = 4 DA = 1
SA = 1 DA = 2
BASTÃO
TS = 2
NS = 3
PS = 1
TS = 3
NS = 4
PS = 2
TS = 4
NS = 1
PS = 3
SA = 2 DA = 3
SA = 3 DA = 4
SA = 4 DA = 1
BASTÃO
SA = 1 DA = 2
SA = 1 DA = 2
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
4. Data: 22.04.2014
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Vista Geral
Serviços Acíclicos (serviços "One-Off" (um desligado))
• Envio de Dados com nenhum Reconhecimento (SDN)
(Broadcast)
• Envio de Dados com Reconhecimento (SDA)
Dado
Dado
• Envio e Requisição de Dados com Resposta (SRD)
Dado
Dado com requisição de dados
Transferência de Mensagens
Reconh.
5. Data: 22.04.2014
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Vista Geral
Serviço Cíclico
• Envio e Requisição de Dados Cíclico com Resposta (CSRD)
Estação n
Estação n+1
Dado com requisição de dado
Dado
Dado
Dado com requisição de dado
6. Data: 22.04.2014
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Gerenciamento do BASTÃO
Anel lógico do bastão de estações ativas com direção para passagem de bastão
TS = Esta Eestação
PS = Estação Anterior
NS = Próxima Estação
1
5
2 3 4
6 7 8 10
Conexões físicas
ao barramento
Estações
Ativas
Estações
Passivas
TS<NS<PS PS<TS<NS PS<TS<NS NS<PS<TS
7. Data: 22.04.2014
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Gerenciamento do BASTÃO
Recebimento do BASTÃO
Estação Anterior Anel lógico do bastão Próxima Estação
Ciclos de Mensagens
PS = 2
Estação 3
SA = 2 DA = 3
Lista de Estações Ativas
(LAS) da Estação 3
TS = 3
TS
PS
3
2
Próprio endereço
Estação Anterior
BASTÃO
8. Data: 22.04.2014
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Gerenciamento do BASTÃO
Transmissor do BASTÃO
Estação 4
Estação Anterior
Próxima Estação
Lista de Estações Ativas
(LAS) da Estação
Próprio Endereço
Próxima Estação
TS = 4
NS = 5
TS 4
NS 5
SA = 4 DA = 5
BASTÃO
9. Data: 22.04.2014
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TS = 3
PS = 2
TS = 2
NS = 3
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
Nenhuma atividade no barramento
Nenhuma atividade no barramento
Nenhuma atividade no barramento
SA = 2 DA = 3
Primeira tentativa
SA = 2 DA = 3
SA = 2 DA = 3
SA = 2 DA = 4
Segunda tentativa
Tempo de Slot
Tempo de Slot
Tempo de Slot
Passa o bastão para a próxima estação ativa
Gerenciamento do BASTÃO
Transmissor do BASTÃO
10. Data: 22.04.2014
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Requisição do Estado FDL
TS = 1
NS = 3
TS = 3
PS = 1
TS = 2
BASTÃO
Requisição do
Estado FDL
Resposta
Anel Lógico
Um endereço é verificado a cada vez que o bastão é recebido. Esta verificação é feita
Com o => Requisição do Estado FDL <= mensagem de requisição
Gerenciamento do BASTÃO
Endereço GAP 2 • Pronto para o anel
• Não pronto
• Estação Passiva
Adicionando e Retirando Estações
11. Data: 22.04.2014
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LAS Lista de Estações Ativas
Esta lista é criada no estado "Sincronização de bastão" (Listen-Token).
(fase de sincronização após a energização)
A lista contem todas as estações ativas no anel lógico de bastão.
GAPL
A área de endereço para qual esta estação ativa é responsável é mapeada
na GAPL.
A área cobre do endereço da própria estação (endereço FDL)
ao endereço da próxima estação (NS).
Gerenciamento do BASTÃO
Listas nas Estações Ativas
12. Data: 22.04.2014
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Listas nas Estações Ativas
Gerenciamento do BASTÃO
LAS Lista de Estações Ativas
Esta lista é criada no estado "Sincronização de bastão" (Listen-Token).
(fase de sincronização após a energização)
A lista contem todas as estações ativas no anel lógico de bastão.
GAPL
A área de endereço para qual esta estação ativa é responsável é mapeada
na GAPL.
A área cobre do endereço da própria estação (endereço FDL)
ao endereço da próxima estação (NS).
13. Data: 22.04.2014
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1
LAS-
1
2 3 4 5
1 2
T:1-1
T:1-1
1 2 3
1 2 3 4
1 2 3 4 5
T: 1-1 "Pronto" para o estado de
BASTÃO da Estação 1 para Estação 1 requisição do anel
Requis. Estado
Requis. Estado
Requis. Estado
Requis. Estado
"Pronto"
"Pronto"
"Pronto"
"Pronto"
T: 1-2
T: 2-1
T: 1-2
T: 2-3
T: 3-1
T: 1-2
T: 2-3
T: 3-4
T: 4-1
T: 1-2
T: 1-2
T: 2-3
T: 2-3
T: 3-4
T: 3-4
T: 4-5
T: 5-1
T: 4-5
T: 5-1
Inicialização do anel lógico de bastão
14. Data: 22.04.2014
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BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
BASTÃO
A: Início da medição do tempo de rotação do bastão
B: Término do tempo de medição para o ciclo executado
O resultado é o tempo real de rotação TRR (real rotation time).....
Medições dos tempos de ciclo seguintes começam imediatamente.
A
B
Gerenciamento do BASTÃO
Tempo de Rotação do Bastão
BASTÃO
15. Data: 22.04.2014
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Gerenciamento do BASTÃO
Se
uma estação também pode executar ciclos de
mensagens de baixa-prioridade
TRR < TTR
Tempo Real de Rotação TRR
Tempo Meta de Rotação TTR
16. Data: 22.04.2014
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min TTR = na x (TTC + high TMC) + k x low TMC + mt x RET TMC
na = Número de estações ativas
k = Provável número de ciclos de mensagens de baixa-prioridade por rotação de bastão
TTC = Tempo de ciclo de bastão
TMC = Tempo de ciclo de mensagem, dependendo do comprimento da mensagem
mt = Número de ciclos de repetição de mensagem por rotação do bastão
RET TMC = Tempo de ciclo de repetição de mensagem
Gerenciamento do BASTÃO
Exemplo de Cálculo dos Parâmetros de Operação
Tempo Meta de Rotação TTR :
17. Data: 22.04.2014
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Gerenciamento do BASTÃO
Exemplo de Cálculo dos Parâmetros de Operação
Tempo Meta de Rotação TTR :
min TTR = na x (TTC + high TMC) + k x low TMC + mt x RET TMC
na = Número de estações ativas
k = Provável número de ciclos de mensagens de baixa-prioridade por rotação de bastão
TTC = Tempo de ciclo de bastão
TMC = Tempo de ciclo de mensagem, dependendo do comprimento da mensagem
mt = Número de ciclos de repetição de mensagem por rotação do bastão
RET TMC = Tempo de ciclo de repetição de mensagem
18. Data: 22.04.2014
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Modo de Envio / Requisição Acíclico
Modo Requisição de Envio
Send Data with No Acknowledgement:
(envio de dados sem reconhecimento)
SDN
- Envio de dados para uma ou todas
as estações (broadcast) sem reconhecimento
Send Data with Acknowledgement:
(envio de dados com reconhecimento)
SDA
- Envio de dados para uma estação com
reconhecimento imediato
Send and Request Data with Reply:
(envio e requisição de dados com resposta)
SRD
- Envio de dados para uma estação e, ao mesmo
tempo, solicita dados e aguarda uma
resposta imediata com dados
19. Data: 22.04.2014
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Polling é interrogação cíclica ou envio cíclico
de informações para estações passivas ou ativas em
uma seqüência específica.
57
63
91
92
57
102
108
Endereços das
Estações
Lista de Polling
Modo Requisição de Envio
Modo de Envio / Requisição Cíclico
20. Data: 22.04.2014
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Modo Requisição de Envio
Modo de Envio / Requisição Cíclico
Polling é interrogação cíclica ou envio cíclico
de informações para estações passivas ou ativas em
uma seqüência específica.
57
63
91
92
57
102
108
Endereços das
Estações
Lista de Polling
21. Data: 22.04.2014
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Lista de
Polling
Estação
Ativa
CSRD Cyclic SRD
- Envio e requisição cíclica de dados com resposta imediata, usando uma lista de
polling.
Estação
Passiva
BASTÃO
Dado + requisição dado
Dado
Dado + requisição dado
Dado
Dado + requisição dado
Dado
CSRD
CSRD
Modo Requisição de Envio
CSRD
22. Data: 22.04.2014
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Lista Viva (LIFE)
Estrutura da lista Viva (LIFE)
Comprimento da lista = 3 a 2n + 1
Endereço FDL (DA) da estação k
Tipo de estação (estado FDL) k
Endereço FDL (DA) da estação k + 1
Tipo de estação (estado FDL) k + 1
Endereço FDL (DA) da estação n
Tipo de estação (estado FDL) n
1)
2)
3)
4)
5)
L)
L + 1)
k = Primeira estação presente; n = máx. 126; L = máx. 254
23. Data: 22.04.2014
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Apêndice 1
• Uma estação ativa e uma estação passiva
• Duas estações ativas
Configuração Mínima
ativa
passiva
ativa ativa
24. Data: 22.04.2014
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Apêndice 2
TS = 1 TS = 2 TS = 3 TS = 4
Conexão física
do barramento
BASTÃO
Segunda tentativa
BASTÃO
Segunda tentativa
BASTÃO
Primeira tentativa
Primeira tentativa
Primeira tentativa
Segunda tentativa
SA = 1 DA = 4
SA = 1 DA = 3
SA = 1 DA = 2
SA = 1 DA = 1
Exemplo: estação com defeitoBASTÃO
25. Data: 22.04.2014
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BASTÃO
BASTÃO
Conexão física
do Barramento
Exemplo: Recebimento do bastão com um
SA diferente
SA = 1 DA = 3
SA = 1 DA = 3
Tempo de Slot
(tempo de espera p/
recebimento) Após nova tentativa:
PS é setado para 1 na
LAS! O anel do bastão
foi mudado.
Apêndice 3
Anel Lógico do Bastão
TS = 3
NS = 4
PS = 2(1)
TS = 4
NS = 1
PS = 3
TS = 1
NS = 3
PS = 4
26. Data: 22.04.2014
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Tempo de Transmissão do Barramento
O tempo de transmissão do barramento depende dos seguintes valores:
Da faixa de dados ajustada para o barramento
Do tempo de posse do bastão
(TTR menos TRR)
Do número de estações e resultante tempo de rotação do bastão